Ученые ТГУ создают новые сплавы, способные выдержать нагрузки космоса

23.10.2019, 18:30
tvtomsk.ru
Поделиться:
ФОТО: tsu.ru

Физики работают над созданием высокоэнтропийных сплавов, отличающихся необычной структурой кристаллической решетки. Именно она обеспечивает новым материалам комплекс характеристик, которые делают их пригодными для использования в экстремальных условиях космоса и Арктики.

Объектом исследования физиков ТГУ являются высокоэнтропийные сплавы FeNiCoCr(+Al, TiAl и Mo). Соединения с таким химическим составом используются только в поликристалическом состоянии. Сотрудники лаборатории первыми в мире смогли вырастить монокристаллы и упрочнили их наночастицами. В настоящее время физики исследуют микроструктуру, механизмы деформации и механические свойства полученных монокристаллов.

«Высокоэнтропийные сплавы (ВЭС) – это новый класс соединений, дизайн которых основывается не на добавлении небольшого количества металла к одному базовому элементу (например, бронза — это медь с добавлением олова), а на смешивании многих металлов в приблизительно равных количествах. В случае с высокоэнтропийными сплавами атомы различных элементов располагаются произвольным образом в решетке, т.е. это неупорядочненные сплавы»,
– объясняет руководитель проекта, сотрудник лаборатории физики высокопрочных кристаллов Ирина Киреева.

Такие сплавы состоят обычно из пяти и более компонентов. Все атомы имеют одинаковую вероятность расположения в определенном узле решетки. Наличие разнородных атомов элементов с разными размерами приводит к существенному искажению кристаллической решетки и затруднению диффузии, что, в свою очередь, обеспечивает рост прочностных свойств и их стабильность в широком температурном интервале.

Уникальная структура обеспечивает высокоэнтропийному сплаву целый комплекс важных эксплуатационных характеристик, таких как твердость, износостойкость, устойчивость к окислению и коррозии, высокая термическая стабильность по сравнению с традиционными материалами. Эти свойства позволяют найти широкое применение ВЭС в экстремальных температурных условиях ниже 120 К (-153°С) (криогенные температуры).

«В рамках проекта особое внимание будет уделено микроструктуре ВЭС сплава FeNiCoCr(+Al, TiAl и Mo). За счет изменения микроструктуры, а именно выделения наноразмерных частиц, планируется расширить рабочий интервал температур материала, что позволит эксплуатировать его не только в области низких температур, но и в высокотемпературном режиме – до +700°С»,
– говорит Ирина Киреева.

Результаты исследований физиков ТГУ послужат научной основой для создания новых конструкционных и функциональных материалов на основе ВЭС, адаптированных для космоса и пригодных для изготовления конструкций в условиях Арктики. Тонкие пленки из ВЭС могут быть использованы в качестве защитных покрытий, тепловых барьеров.

Перспективные свойства высокоэнтропийных сплавов делают их потенциально пригодными для применения в качестве инструментов, пресс-форм, штампов, механических частей и деталей печей, которые требуют высокой прочности, термостойкости, сопротивления окислению и износу. Они также обладают превосходной коррозионной стойкостью и могут применяться в качестве деталей насосов, эксплуатируемых в морской воде.

Сейчас коллектив успешно завершает первый год выполнения проекта и представляет результаты исследований на международных конференциях.

Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter
ПРЕДЛОЖИТЬ НОВОСТЬ
53648
9
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

{{ inf.title }}

{{ inf.date1 }}, {{ inf.date2 }}
{{ inf.source }}
Поделиться:
{{ inf.photo_info }}
{{ inf.full_story }}
Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter
ПРЕДЛОЖИТЬ НОВОСТЬ
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Предложить новость:
Отправить
Предложить новость:
Ваше сообщение принято, благодарим за обращение!
Лента новостей
{{ news[0][1][0].date2 }}{{ news[0][1][0].title }}
{{ ( news[0][1][1] ) ? news[0][1][1].date2 : news[1][1][0].date2 }}{{ ( news[0][1][1] ) ? news[0][1][1].title : news[1][1][0].title }}
{{ n[0] | datetitle }}
{{ ln.date2 }}